CN1039352C

CN1039352C - 磁性能优良的无取向电工钢板及其制法

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Publication number: CN1039352C
Application number: CN92113058A
Authority: CN
Inventors: 裵秉根; 车相润; 禹宗秀; 金钟根; 金钟九
Original assignee: Pohang Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Posco Co Ltd
Priority date: 1991-10-22
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1998-07-29
Anticipated expiration: 2007-10-22
Also published as: CZ121893A3; RU2092605C1; JP2700505B2; EP0567612A4; EP0567612A1; CZ284195B6; JPH06503609A; CN1078270A; WO1993008313A1

Abstract

本发明提出铁损低，磁通密度和导磁率高的无取向电工钢板，其基本成分中含Si最多3.5%，Al最多0.7%以及0.5%以下的Mn，其中除加Ni和Cu外还加Sn和Sb中的1或2种，还可加C、P、Ca或稀土元素，该钢板可经热轧、退火、酸洗、冷轧、高温退火及消除应力退火而制成，这种无取向电工钢板可用作电动机、发电机、小型变压器以及稳压器等电气设备的铁芯。

Description

磁性能优良的无取向电工钢板及其制法

本发明涉及用于电动机、发电机、小型变压器以及稳压器等电气设备的铁芯的无取向电工钢板及其制造方法，更具体地说，是涉及铁损低、磁通密度和导磁率高的无取向电工钢板及其制造方法。

无取向电工钢板一般按Si含量来划分产品的等级。当Si的含量在1％(重量)以下时用作低级材料，在1-2％(重量)时用作中级材料，超过2％(重量)时则用作高级材料。这样分类使用是因为，Si的加入量越多，铁损就越低。但是，随着Si含量的增高，磁通密度或导磁率将相应减小。所谓磁性能良好是指铁损低、磁通密度和导磁率高。Si是硬化元素，在生产工艺过程中对于轧制性能或者在需要加工时对于冲压性能具有不利影响，为了限制这种不利影响，最好采用尽可能降低铁损的方法。因此，有必要研制一种Si的含量较低、同时具有低的铁损以及高的磁通密度和导磁率的无取向电工钢板。

无取向电工钢板的铁损主要分为磁滞损耗(Hysterisis loss)和涡流损耗(Eddy Current loss)。在铁损中，涡流损耗取决于产品的化学成分和厚度以及频率，对于普通的用途来说，频率为60Hz左右，磁滞损耗占50％以上。不过，在用于频率较高的特殊用途时，涡流损耗要大于磁滞损耗。为了减少涡流损耗，在化学成分中可以多加Si、Al等负电阻效应高的元素，或者减小最终产品的厚度。不过，至关重要的是，在化学成分、厚度及频率等条件相同的情况下减少磁滞损耗以降低铁损。磁滞损耗与晶粒大小成反比，因此，必须尽可能使晶粒长大。另外，顺便说一下，在钢板产品的表面上均匀地形成的(110)面或(200)面，通过使(110)[U₁V₁W₁]或{200}[U₂V₂W₂]形式的织构发达，可以降低铁损并同时提高磁通密度和导磁率，磁性能通常不是与晶粒大小成正比地提高的。但是，如果(110)面或(200)面的织构充分形成、晶粒长大，磁性能就会提高。

在织构中，通过使(110)面或(200)面充分发达，并减少对磁性不利的(111)面织构的形成，可以提高磁性能。作为使晶粒长大的方法，有调整成分法或者炼制净化钢的方法。另外，通过使细小的析出物长大变粗，可以容易地使最终产品的晶粒长大。此外，有利于提高磁性能的织构，使钢洁净化也是所希望的，通过添加可以控制组织的特殊元素来抑制降低磁性能提高程度的(111)面等织构的方法是行不通的。

上述无取向电工钢板的制造方法，可以分为完全生产工艺(Fully Process)和不完全生产工艺(Semi-Process)。将板坯加热后进行热轧，经过热轧的钢板进行退火，然后酸洗，完全生产工艺是在热轧板酸洗后进行冷轧，然后在需要时进行加工的工艺，而不完全生产工艺则是在热轧板酸洗后进行冷轧、中间退火，然后，一般是15％以下的光整冷轧(Skinpass rolling或Temperingrolling)，再在需要时进行加工、消除应力退火。在完全生产工艺材料的情况下，冷轧时采用进行一次冷轧、中间退火，再进行二次冷轧的二段冷轧法，但在二次冷轧后由于要进行高温退火，因此这也可以看作是完全生产工艺。另外，在采用不完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，由于是经过光整冷轧的产品。因此，当需要时进行加工之后，必须进行消除应力退火。这种消除应力退火的目的，一方面是要使晶粒长大，同时也为了消除加工时产生的应力。采用完全生产工艺制造的无取向电工钢板，在需要加工时，或多或少要产生加工应力，在高温退火时可以除去残留下来的残余应力，因此，需要时应进行消除应力退火，退火时可以提高产品的磁性能。

在制造无取向电工钢板的现有技术中，有一种方法是降低Si或Al的含量，从而使铁损增大，但可以提高导磁率。这种方法由于能量损失多而使其应用受到限制。另外，还有一种方法是增加Si或Al的含量，从而使磁通密度和导磁率降低，但可以减小铁损，这种方法存在着电气设备的效率问题。韩国专利申请NO.88-17514、88-17924和89-20173中公开了一种方法，就是在晶界偏析元素Sb的基础上再加入Zr、B等元素，但最终产品中有利于磁性的织构和晶粒不十分发达。此外，韩国专利申请NO.91-5867中还公布了一种方法，这种方法是在热轧时在铁素体相状态下按15％以上的压下率轧制，然后在空气中卷取，但是晶粒比较小，有利于磁性的织构未能充分形成。美国专利4204890中公布了一种方法，就是将添加Sb的钢制成的热轧板进行连续退火或装箱退火，使有利于磁性的织构发达，从而提高磁性能，但这种方法的问题是，为了使晶粒长大，必须尽可能地降低S含量。另外，日本专利申请特开昭63-317627中公布了一种在含有Sn或者Sb、Ni和Cu中的1种或2种以上的基础上添加1.0-1.5％(重量)Mn的、采用不完全生产工艺制造的钢及其制造方法，但这种方法由于Mn的加入量多，导致成本提高，此外，Mn是易形成奥氏体的元素，因此在较低温度下转变成奥氏体，而热轧是在奥氏体相的情况下进行的，从而使磁性能变差，特别是磁通密度低，这是它的缺点。

本发明的目的是，通过适当地选择无取向电工钢板的成分，采用不完全生产工艺或完全生产工艺来提供具有良好磁性能的无取向电工钢板。

下面对本发明加以说明。

本发明是在炼钢工艺过程中制造这样一种钢，这种钢的成分中含有最高为3.5％的Si、最高为0.7％的Al以及1％以下的Mn，在这样的钢中，除了添加Ni和Cu外，同时加入Sn和Sb中的1种或2种，以此成分系作为基本成分系。除了这些元素之外，还可以添加C、P、Ca或稀土元素。此外，至于O、S和N等杂质，尽量减少它们的含量有助于改善磁性能，不过，也可以添加至一定数量。碳的添加量较多时，需要进行脱碳退火。上述成分中，除了Sn和Sb中任1种或2种外，还加入Ni和Cu，在所述的成分系中如果这些元素只加入1种或2种，则预期不会产生本发明的特性。

只有在含有Ni和Cu并同时添加Sn和Sb中的任一种或2种的情况下才能显示出本发明的特性。这些元素使(110)和(200)等有利于磁性能的织构充分发达，特别是使晶粒充分长大。

上述成分的扁钢坯可按下述的步骤制造：在转炉、电炉等中熔炼成钢水后，进行连续铸造或浇铸成钢锭，然后初轧开坯，在热状态或冷却状态下装入加热炉。把在加热炉中加热的扁钢坯热轧、卷取、热轧板退火或在未退火状态下酸洗，然后进行冷轧。冷轧板可以采用完全生产工艺或不完全生产工艺制造。

完全生产工艺是在热轧板酸洗后采用一次冷轧法或二次冷轧法冷轧、然后高温退火的工艺。不完全生产工艺是将热轧板一次冷轧、中间退火、然后进行光整冷轧的工艺，需要时在进行加工后还必须进行消除应力退火。

上述的各种生产条件，依钢的成分不同可能会有差别，另外，即使相同成分的钢，如果前面的加工工序不同，那么后续的工序也可能不一样。

在本发明中，热终轧是在铁素体状态下进行的，通过控制钢的成分和热轧的条件，可以对热轧板连续退火，或者省去热轧工序，因此，采用这种方法可以制造出铁损低、导磁率和磁通密度高的无取向电工钢板。当然，将热轧板装箱退火也可以提高磁性能，不过，磁性能提高的程度抵不上生产费用的增加。

本发明人为了搞清终轧温度对磁性能的影响，进行了下面的试验。

将一种成分为(重量％)C：0.003％、S：0.61％、Mn：0.25％、P：0.05％、S：0.008％、N：0.004％、Al：0.27％、O：0.002％、Ni：0.09％、Cu：0.075％、Sn：0.09％、余量为Fe及其它不可避免的杂质的板坯进行一次热轧，然后加工成一个高13mm、直径8mm的圆筒，进行热压试验。

热压试验是在铁素体相的840℃和奥氏体相的930℃的温度下进行的。

观察在各温度下压缩变形后立即空冷的变形组织和使压缩变形的组织在800℃以每小时10℃的速率冷却、再现后面工序的冷却后的组织，结果表明，在变形后的组织的情况下，在铁素体相的840℃变形的坯料显示出拉伸晶粒，在奥氏体相的930℃下变形的坯料则显示出再结晶的晶粒形式，在冷却后的组织的情况下，在930℃下变形的组织，其晶粒几乎没有长大，而在840℃下变形的组织，其晶粒长大了。

这是因为，奥氏体相堆垛层错能(Stacking fault energy)低，变形时发生动态再结晶(Dynamic recrystallzation)，变形后残留在坯料中的变形量比较小，反之，铁素体相堆垛层错能高，只产生动态回复现象(Dynamic recovery)，因而变形后的残余变形量较大。

因此，在铁素体相状态进行终轧的坯料，其残留变形量比在奥氏体相状态下终轧的坯料要大，将轧制的热轧板在高温下卷取，或者对热轧板只进行连续退火，晶粒都会长大。在本发明中，晶粒大小依Si含量的多少而有所不同，一般地说，采用完全生产工艺的情况下晶粒的大小显示为20μm以上，而采用不完全生产工艺时，显示的晶粒大小为50μm以上。晶粒越大，磁性能就成正比地提高，而且这样肯定会形成有利于磁性能的织构。

将上述成分的扁钢坯在1230℃加热后，热轧时，在840℃和930℃下以19％的压下率进行终轧，在800℃下以每小时15℃的速率冷却，酸洗后冷轧成0.5mm厚。经过冷轧的坯料在氮和氢的混合气氛中、于960℃下高温退火2分钟。对高温退火后的坯料进行磁性能分析，结果发现，在铁素体相状态下结束热轧的坯料，其磁性能优于在奥氏体相状态下结束热轧的坯料。

另外，对一种成分为(重量％)C：0.002％、Si：2.1％、Mn：0.22％、P：0.03％、S：0.005％、Ni：0.12％、Cu：0.07％、Sn：0.06％、余量为Fe及其它不可避免的杂质的钢进行热压试验，观察空冷后的组织，结果发现，由于扩大铁素体相区的元素Si含量高，在本发明的制造条件范围内，未显示出相变区域，而显示出典型的铁素体相的拉长的晶粒。这表明，Si等合金成分与热轧时的终轧温度区间之间存在着相互联系的关系。按如上所述方法制造的本发明的无取向电工钢板，从铁损角度来看，即使Si含量比较低，铁损仍然是低的，另外，从磁通密度和导磁率的角度来看，在Si含量较高的情况下，磁通密度和导磁率仍是高的。上述本发明的无取向电工钢板的磁性能的提高，是由于Sn、Sb等元素在晶界偏析，在钢的制造过程中防止了侵入钢内部的侵入元素的扩散，控制了晶粒的形状和织构，而铜能形成粗大的硫化物，使得晶粒容易长大，形成有利于磁性能的织构，此外，由于同时添加了Cu和Ni，还提高了在高温下的耐腐蚀性，抑制了表面氧化层的生成。再有，由于这些添加元素的复合作用，退火时晶粒长大，比较充分地形成了有利于磁性能的(110)和(200)面的织构。因此可以制造磁性能更好的无取向电工钢板。表示材料的织构特性的方法有很多种，在本发明中用Horta公式表示面强度(Texture coetticient)和织构指数(Trxture parameter)，见下面的(1)式和(2)式。(1)式表示被测钢板中任意的(hkl)面的面强度，(2)式是织构指数，它由各个面强度中有利于磁性的(200)、(100)和(310)晶面的面强度与不利于磁性的(211)、(222)和(321)晶面的面强度之比来表示。

在(1)式中，Ihke是指被测试样的织构指效(Textureindensity)，IR.hke是指标准试样的织构指数(Random indensity)Nhke是指多重性因数。(200)、(110)和(310)面的面强度越高，并且(211)、(222)和(321)面的面强度越低，则磁性能就越大。织构指效越大，磁性能就越大，在本发明中，织构指数至少是0.2以上。

下面对本发明进行详细说明。

本发明涉及一种成分为(重量％)：C：0.02％以下、Si：1.0-3.5％、Mn：1.0％以下、P：0.10％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.05-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任一种或2种共计0.02-0.5％、余量为Fe及其它不可避免的杂质的，具有良好磁性能的无取向电工钢板。

另外，本发明还涉及具有上述成分及含量范围、晶粒大小在30μm以上、较隹是30-200μm、最好是60-150μm、由Horta公式计算的织构指数在0.2以上；最好是0.5以上的具有良好磁性能的无取向电工钢板。

此外，本发明还涉及一种成分为(重量％)C：0.02％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、O：0.005％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.05-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任1种或2种共计0.02-0.2％、余量为Fe及其它不可避免的杂质的、具有良好磁性能的无取向电工钢板。

另外，本发明还涉及具有上述成分和含量范围、晶粒大小在20μm以上、较隹是20-120μm、最好是40-200μm、按Horta公式计算的织构指数为0.2以上、最好是0.5以上的具有良好磁性能的无取向电工钢板。

此外，本发明还涉及一种成分为(重量％)C：0.02％以下、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.015％以下、N：0.008％以下、O：0.005％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.02-1.0％、Cu：0.02-0.4％、Sn和Sb中任1种或2种共计0.02-0.3％、余量为Fe及其它不可避免的杂质的、具有良好磁性能的无取向电工钢板。

另外，本发明还涉及具有上述成分和含量范围的、晶粒大小在25μm以上、较隹是25-200μm；最好是40-150μm、按Horta公式计算的织构指数在0.2以上、最好在0、5以上的具有良好磁性能的无取向电工钢板。

此外，本发明还涉及一种成分为(重量％)C：0.02％以下、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.02-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任1种或2种共计0.02-0.2％、Ca：0.001-0.02％和/或稀土元素：0.003-0.03％、余量为Fe及其它不可避免的杂质的具有良好磁性能的无取向电工钢板。

另外，本发明还涉及具有上述成分和含量范围、晶粒大小在30μm以上、较隹是30-250μm；最好是50-200μm、按Horta公式计算的织构指数在0.2以上、最好是0.5以上的具有良好磁性能的无取向电工钢板。

此外，本发明还涉及一种成分为(重量％)C：0.02-0.06％、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、Al：0.7％以下、O：0.005％以下、Ni：0.02-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任1种或2种共计0.02-0.2％、余量为Fe及其它不可避免的杂质的、具有良好磁性能的无取向电工钢板。

另外，本发明还涉及具有上述成分和含量范围、晶粒大小在20μm以上、较隹是20-250μm、最好是40-180μm、按Horta公式计算的织构指数在0.3以上，最好是0.5以上的具有良好磁性能的无取向电工钢板。

下面说明限定本发明的钢的成分及其范围的理由。

C是使得形成有利于磁性能的织构的成分，考虑到碳效率，最多可添加0.06％。但为了使残留的C更低，因此希望添加量在0.02％以下。当板坯中的C在0.008％以上时，可以脱碳退火，为了防止由于残留的C引起的磁时效，最好是将其限制在0.003％以下。

Si是充分显示无取向电工钢板的产品特性的基本元素，它增大负电阻效应，降低铁损。但Si使冷轧性能变差，因此最好添加量在3.5％以下。特别是，Si含量在1.0％以下时，冷轧性能提高，磁通密度和导磁率也进一步提高。

Mn具有增加负电阻效应和降低铁损的作用，但它能与S结合，以细小的MnS的形式析出，使磁性能变差，为了防止这种情况发生，必须降低S含量，这是其难点。另外，如果再加热温度达到1200℃以上，由于MnS的再溶解，可能形成更细小的析出物，因此Mn含量最好限制在1.0％以下，更好是限制在0.5％以下。

P能增加大负电阻效应，降低铁损中的涡流损耗，使有利于磁性的(200)面和(110)面的织构充分发达，提高磁性能，因此至多可添加0.15％。但是P提高材料的强度，为了提高冷轧性能，至多可以添加0.1％的P。

S不是必要的元素，尽可能不添加S是有利于磁性的，不过在本发明中可以至多含0.01％的S。在本发明中，含Mn量在0.5％以下的情况下，含有至多达0.015％的S对于磁性能不会有重大的影响。对磁性能有不利影响的S，其含量即使至多达到0.015％，晶粒仍然容易长大且磁性能仍然提高，这是因为，Mn的含量低，添加的Cu形成硫化物，因此，细小的MnS析出物不能形成，而是形成粗大的Mn(Cu)S，这有利于晶粒长大，并促进有利于磁性能的织构发达。

Al能增加负电阻效应、降低铁损，使细小的AlN等析出物粗大化，在炼钢工艺中添加Al对钢水进行脱氧，但它增加了生产成本，考虑到它提高磁性能的程度，最好是至多添加0.7％。

N是杂质，它形成AlN等细小沉淀物，降低磁性，因此其含量尽可能少比较有利，最高可允许含有0.008％。

O也是杂质，在炼钢时用Al脱氧，在最终的成分中O的增加意味着细小析出物和非金属夹杂物的增加，因此，尽量少含氧对于提高钢的纯净度及晶粒的长大是有利的。由于降低O含量可以减少织构中磁性能差的{111}面，因此其含量最好控制在至多为0.005％。

Ni单独加入时效果微弱，当它与Sn或Sb、Cu和P等元素一起添加时，可使晶粒长大，形成有利于磁性能的织构，增加负电阻效应，同时还降低铁损。但Ni的价格高，考虑到添加Ni导致磁性能提高的程度，以至多添加1.0％为宜。另外，它提高高温退火中的耐蚀性和加P钢的耐蚀性，考虑到提高磁性能的程度，以至少加入0.025％为宜。Ni的最理想的添加量是0.05-1.0％。

Sn和Sb可添加其中的1种或者2种复合添加，这些元素是晶界偏析元素，可以控制晶粒的形状，抑制磁性差的(111)面的生成，使有利于磁性能的织构发达，这些元素的加入量在0.02％以下时作用很小，在0.2％以上时冷轧性能变差，因此Sn和Sb中的1种或2种共计0.02-0.2％较为适宜。不过，Cu的加入量在0.4％以下时，Sn或Sb可单独地或复合地添加至多可达到0.3％。

Cu增加耐腐蚀性，提高负电阻效应，降低铁损，形成粗大的硫化物，使晶粒长大，不仅如此，它还具有使有利于磁性能的织构充分发达并显著提高加P钢耐蚀性的作用。此外，与单独添加Ni的钢相比，同时添加Cu可以特别防止在高温下的氧化。但是，如果与Sn等晶界偏析元素同时添加，在热轧时会引起钢板表面产生龟裂，因此至多可添加0.5％，至少添加0.02％，这样可以提高磁性能。所以，Cu的含量应限制在0.02-0.5％的范围。但是在Sn和Sb单独地或复合地添加0.2％以上的钢中，添加至多达0.4％的Cu可有效地保证热轧板的表面形状。

Ca和稀土元素可以单独添加或复合添加，它们使细小的MnS等析出物粗大化，具有使晶粒长大的作用，因而可以提高磁性能。通过单独地或者复合地添加0.001-0.02％的Ca以及0.003-0.03％的1种或2种以上的稀土元素，可以防止在细小析出物周围成核的对磁性能不利的(111)面的织构。

下面就本发明的无取向钢板的制造方法加以说明。

本发明涉及按如下所述的完全生产工艺制造具有良好磁性能的无取向电工钢板的方法，即对成分为(重量％)C：0.02％以下、Si：1.0-3.5％、Mn：1.0％以下、P：0.1％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、Al：0.7％以下，Ni：0.05-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任1种或2种共计0.02-0.2％、余量为Fe及其它不可避免的杂质的扁钢坯进行热轧、热轧板退火、酸洗，然后采用一次冷轧法或二次冷轧法冷轧，对冷轧板进行高温退火和消除应力退火。

将上述成分的扁钢坯装入热轧加热炉内加热，然后热轧，最好是在600℃以上的温度范围卷取，钢坯的加热最高可达1250℃。

经上述热轧的热轧板要进行退火，退火方法最好采用在700-1100℃温度下进行10秒至20分钟的连续退火方式，或者在600-1000℃温度下进行30分钟至10小时的装箱退火方式。

采用上述连续退火方式时，连续退火时间如果不足10秒，晶粒不会充分长大，从而磁性能不隹，如果在20分钟以上，则受到设备的限制，因此热轧板连续退火时间最好限定在10秒-20分钟之间。另外，采用装箱退火方式时，如果装箱退火时间不到30分钟，退火效果比较差，如果在10小时以上，磁性能没有大的提高，而且生产率降低，因此热轧板装箱退火时间最好限定在30分钟-10小时。

像上述那样，连续退火或装箱退火的热轧板用常规方法酸洗，进行一级冷轧或一次冷轧，中间退火后，以二级冷轧法进行二次冷轧，然后进行高温退火。高温退火以在700-1100℃、少于10分钟的连续退火条件进行，希望在100％氮气或氢气混合气和其他还原气体的气氛中进行。如上述那样，冷轧后的冷轧钢板的C含量在0.008％以上时，高温退火前，以露点为20-70％，在氮气和氢气的混合气氛中进行10分钟脱碳，必要时根据需要，当C含量在0.003％以上的情况下，在脱碳气氛中进行所需的消除应力退火热处理。另外，冷轧板高温退火后，既可涂覆绝缘膜涂层，也可以在需要时对无涂层的板材进行发蓝(Bluing)热处理。

要想使得如上述那样制造的本发明的无取向电工钢板的晶粒大小在30μm以上，希望是30-200μm，更希望是60-150μm，根据Horta公式计算的织构指数为0.2以上，理想的是0.5以上，就应当控制制造工艺。

另外，本发明涉及磁性能优良的无取向电工钢板的制造方法，该方法包括将由(重量％)C：0.02％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、O：0.005％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.05-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中的任何一种或者合计0.02-0.2％、其余为Fe和不可避免的其它杂质组成的钢扁坯热轧、将热轧板退火、酸洗、冷轧、中间退火、光整冷轧和退火的不完全生产工艺，或者将上述钢扁坯热轧、热轧板退火、酸洗、冷轧和退火的完全生产工艺。

将如上述组成的钢扁坯装入热轧加热炉中加热，然后热轧，接着在600℃以上温度卷取，此时扁坯的再加热可以至1300℃。

在上述热轧时，按照终轧的终了温度在750℃以上、Ar₁点以下的铁素体相区的条件下进行热轧。此时，终轧的终了温度在Ar₁点以上时，产品的磁通密度和导磁率低，在750℃以下热轧时，需要过分的轧制负荷。热轧后的热轧板可以用连续退火法或装箱退火法进行退火，在连续退火时，理想的是在700-1000℃的温度范围进行10秒-20分钟退火，而在装箱退火时，希望在600-950℃进行30分-10小时退火。在连续退火的情况下，退火温度在750℃以下，时间在10秒以下时，晶粒不明显长大，退火温度在1000℃以上时，磁性恶化，退火时间在20分钟以上时，生产率变差，因此，希望退火温度限定为700-1000℃，退火时间限定为10秒-20分钟。另外，装箱退火的温度在600℃以下并且退火时间在30分钟以下时，晶粒不明显长大，装箱退火效果小，退火温度在950℃以上时，磁性恶化，退火时间在10小时以上时，在经济上不利，因此，希望装箱退火温度限定在600-950℃，退火时间限定在30分-10小时。此时，连续退火或装箱退火的退火气氛可以是非氧化性气氛。

如上所述，退火后的热轧板在HCl等酸性溶液中酸洗，然后冷轧。

用完全生产工艺制造无取向电工钢板时，冷轧板进行700-1050℃、10分钟以下的高温退火，需要时在加工后，根据需要进行消除应力退火，或者在高温退火前，在C含量高的情况下，可进行脱碳退火，这种脱碳退火在氢气和氮气混合气氛下按常规方法进行。

另外，用不完全生产工艺制造无取向电工钢板时，冷轧板进行650-950℃、5分钟以下的中间退火，然后以2.0-15％的相对压下量进行光整冷轧，接着在需要时进行加工后的消除应力退火，中间退火板进行2.0％以下的压下量轧制时，晶粒不明显长大，而以15％以上的压下量轧制时，晶粒变小，磁性恶化，因此，希望中间退火板的轧制压下量限定为2.0-15％。需要时，在出厂前，用完全生产工艺和不完全生产工艺制造的各种制品(钢板)既可以涂上绝缘膜涂层，也可以在需要时对无涂层的钢板进行发蓝热处理。

在用完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，要想使钢板的晶粒大小是20μm以上、希望是20-150μm、更希望是40-120μm，根据Horta公式计算的织构指数是0.2以上，希望是0.5以上，就应控制制造工艺。一方面，在用不完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，要想使钢板的晶粒大小是50μm以上，希望是50-250μm、更希望是80-200μm，根据Horta公式计算的织构指数是0.2以上、希望是0.5以上，就需要控制制造工艺。

另外，本发明涉及磁性优良的无取向电工钢板的制造方法，该方法包括将由(重量％)C：0.02％以下、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.015％以下、Al：0.7％以下、O：0.005％以下、N：0.008％以下、Sn和Sb中的任一种或二种合计0.02-0.3％、Ni：0.02-1.0％、Cu：0.02-0.4％、其余为Fe和其他不可避免的杂质组成的钢扁坯加热，终轧时，在800℃以上的铁素体相区进行7％以上的相对压下量的热轧后，热轧板在600℃以上卷取，在空气中冷却，然后酸洗，在用一级冷轧法或二级冷轧法进行冷轧后，进行700-1100℃、10秒-10分钟的高温退火。

另外，将如上所述的钢扁坯装入热轧加热炉加热后进行热轧，扁坯的再加热可以至1300℃，但希望在1250℃以下。其理由是，AlN、MnS和Cu的硫化物等在达到1250℃时容易长得粗大，如在1300℃以上，则由于析出物再溶解而形成导致磁性恶化的细小析出物。

热轧时的终轧温度是重要的，尤其在制造铁损低、磁通密度和导磁率高的磁性能优良的无取向电工钢板时，必须控制终轧温度在800℃以上的铁素体相区进行终轧。

另外，希望终轧压下量在7％以上，其理由是铁素体相的晶粒容易长大。

在本发明中，如在800℃以上、Ar₁点温度以下的铁素体相，即在铁素体相中的温度高的部分进行压下量小的7％以上的最终热轧，则高温退火后的最终晶粒容易长大，因而磁性能提高。可是，在Si含量为1.5％以上的钢中未显示出相变温度，此时的最终轧制温度的上限由再加热温度决定。在终轧温度不到800℃、压下量不足7％的热轧情况下，晶粒长大不充分，因而磁性能恶化。即使最终轧制压下量达到50％，也能使磁性能提高，虽然没有规定最终压下量和上限，但考虑到变形抗力，希望压下量在50％以下。

如上述那样，热轧过的热轧板在600℃以上卷取，卷取时用常规方法在空气中冷却，因而最终制品的晶粒长得较大，但卷取温度在600℃以下时最终钢板的晶粒不十分长大，因而磁性能恶化。没有特别限制卷取温度的上限，在铁素体相终轧后，在终轧温度以下卷取。另外，如上述那样，卷取热轧过的热轧板，在600℃以上卷取后，以热轧板卷的中心部位为基准，以每小时30℃以下的冷却速率缓慢冷却的热轧板可以省去退火工序。

即使在空气中冷却热轧板，以空气温度25℃为基准，也能够确保每小时最大为30℃的冷却速度。缓冷方法使用覆盖保温罩，或其他密闭方法。在空气中冷却时，具有可减小热轧板卷中心部位和外部温度差的好处。在使用保温罩的情况下，用耐热材料作保温罩，在冷却过程中可以覆盖一个或数个热轧板卷进行保温。覆盖保温罩在空气中冷却时，如果向保温罩内吹氮气等非氧化性气体，可以防止热轧板氧化。以这样的方法卷取热轧板，在经过最终高温退火后的晶粒长得较大。

如上述那样，卷取、然后冷却的热轧板用HCl溶液等酸性溶液进行酸洗去除热轧板表面的氧化铁皮。酸洗过的热轧板进行冷却，可以用一级冷轧法或二级冷轧法冷轧。冷轧过的最终冷轧板，用碱溶液等去除一般的轧制油，然后高温退火。虽然高温退火因Si含量而异，但希望在700-1100℃进行10秒-10分钟。其理由是，在退火温度在700℃以下并且退火时间不足10秒的情况下退火时，晶粒不十分长大，而在超过1100℃和10分钟以上的情况下退火时，过分氧化而且磁性能恶化。

像上述那样，要想使制得的本发明的无取向电工钢板的晶粒大小是25μm，、理想的是25-200μm、更理想的是30-150μm，织构指数是0.2以上、理想的是0.5以上，就需要很好很好地控制生产工艺。

另外，本发明还涉及磁性优良的无取向电工钢板的制造方法，该方法包括将由(重量％)C：0.02％以下、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.02-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中的任一种或二种合计0.02-0.2％、Ca：0.001-0.02％和/或稀土元素：0.003-0.03％、其余为Fe和其他不可避免的杂质组成的钢扁坯热轧，卷取后，对热轧板原样地进行酸洗或者热轧板退火后酸洗，然后用一级冷轧法或者二级冷轧法进行冷轧，然后进行高温退火的完全生产工艺，或者热轧过的热轧板原样地酸洗或退火后酸洗，一次冷轧，中间退火后光整冷轧的不完全生产工艺。

在本发明的制造方法中，在Sn或Sb单独或者复合地添加的元素与Ni和Cu复合添加的成分系中，利用添加Ca0.001-0.02％或稀土元素0.003-0.03％的一种以上，可以使得对磁性能有害的细小MnS等杂质粗大化，晶粒长大，也形成对磁性能有利的织构，因而使磁性能提高。由于Ca或稀土元素可使杂质变粗并析出，因而能制得纯净的钢。冷轧后高温退火时，晶粒容易长大，或者，在杂质周围恶化磁性能的(111)面的织构也很少发生，有利的织构很发达，因而磁性能优良。

在炼钢过程中制成的钢水，在连铸或凝固成铸锭的扁坯之前，或者形成钢锭之前加入各种元素。Ca在脱气前或者脱气中加入，稀土元素在脱气中或者在连铸中加入，可提高成品率。

其他元素也可以在从出钢至脱气的那一个过程中加入。

为了热轧像这样制成的钢扁坯，将其装入加热炉中加热至均热后进行热轧，热轧的最终温度为750℃以上在操作上是没有问题的，希望热轧板在500℃以上卷取成最终热轧板。一方面，热轧过的热轧板酸洗后进行冷轧并以此作为最终板厚，但在酸洗前，热轧板可以连续退火或装箱退火，利用退火使磁性能更提高。希望进行700℃以上的退火。

另外，热轧板一次冷轧，然后在700-1000℃中间退火后，也可进行二次冷轧，在用完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，希望冷轧过的冷轧板在700-1100℃进行高温退火，但在用不完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，以压下量为15％以下进行二次冷轧，对于不经高温退火的产品，在出厂时可进行加工后的消除应力退火。

需要时最终产品出厂前可以覆盖绝缘膜。

在用完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，要想使钢板的晶粒大小是30μm以上、理想的是30-200μm、更理想的是50-150μm，根据Horta公式计算的织构指数是0.2以上，理想的是0.5以上，就需要控制制造工艺条件。

在用不完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，要想使钢板的晶粒大小是50μm以上、理想的是50-250μm；更理想的是80-200μm，根据Horta公式计算的织构指数是0.3以上、理想的是0.5以上，就需要控制制造工艺条件。

另外，本发明还涉及制造磁性能优良的无取向电工钢板的制造方法，该方法包括将由(重量％)C：0.02-0.06％、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、O：0.005％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.02-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中的任一种或二种合计：0.02-0.2％、其余为Fe和不可避免的杂质组成的钢扁坯热轧，酸洗，用一级冷轧法或二级冷轧法冷轧后，将冷轧板在750-900℃、60-90％氮气和40-10％氢气的混合气氛、30-60℃露点下进行脱碳退火，然后最终高温退火的完全生产工艺，或者热轧，酸洗，一次冷轧，中间退火和光整冷轧后，需要时进行加工后的消除应力退火的不完全生产工艺。

上述的本发明制造方法，钢的晶粒细小，作为使磁性能恶化的已知元素碳，利用在冷轧以后的过程中充分脱碳，增加织构，尤其是可提高导磁率。

上述的钢扁坯装入再加热炉中加热后热轧，最好是在500℃以上卷取，此时的扁坯再加热温度可以至1200℃。

热轧过的热轧板不进行退火工序时，酸洗后可以进行冷轧，热轧板退火后酸洗，然后可以进行冷轧。热轧板利用连续退火或装箱退火进行退火，在连续退火的情况下，最好是在700-1100℃进行10秒-20分钟，在装箱退火的情况下，希望在600-1000℃进行30分-10小时。此时的装箱退火在氮气或者其他非氧化性气氛下进行，以防止长时间退火引起的钢板表面氧化。

在用完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，一级冷轧或一次冷轧后，在700-1000℃进行中间退火，然后进行二级冷轧的二次冷轧，冷轧过的冷轧板脱碳退火后进行高温退火。希望脱碳退火利用连续退火方式，在750-900℃、60-90％氮气和40-10％氢气的混合气氛、30-60℃露点下进行1-10分钟。在脱碳退火的混合气氛中，氮气和氢气的量过多或过少都会使脱碳不充分，露点过高或过低都会使脱碳后残留碳增多。

希望高温退火在700-1100℃在10分钟内进行，其理由是，退火温度在700℃以下时，退火时间长，如果在1100℃以上，则钢板表面形成氧化层，使磁性能恶化。

在用不完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，一次冷轧后，进行650-950℃、10分钟以内的中间退火，然后进行2-15％的光整冷轧，需要时进行加工。中间退火时可以脱碳退火，在这种情况下，希望在氮气和氢气的混合气氛中在750-950℃下进行1-10分钟连续退火以使其脱碳。

中间退火时，在脱碳退火的情况下，希望脱碳气氛是60-90％的氮气和40-10％的氢气的混合气氛，露点是30-60℃，其理由是，氮气和氢气的量过多或过少都会使脱碳不充分，露点过高或过低都会使脱碳后残留的碳增多。

另外，在进行需要时的消除应力退火时，可以进行脱碳退火，在这种情况下，希望在750-850℃、60-90％的氮气和40-10％的氢气的混合气氛中，露点为30-60℃下的消除应力退火过程中进行脱碳退火。氮气和氢气的量过多或过少都会使脱碳不充分，露点过高或过低都会使脱碳后的残留碳增多。

在用完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，要想使钢板的晶粒大小是20μm以上、希望是20-180μm、更希望是30-150μm，根据Horta公式计算的织构指数是0.3以上、希望是0.5以上，需要控制生产工艺条件。

在用不完全生产工艺制造无取向电工钢板的情况下，要想使钢板的晶粒大小是50μm以上、希望是50-250μm、更希望是80-200μm，根据Horta公式计算的织构指数是0.3以上、希望是0.5以上，需要控制生产工艺条件。

下面，用实施例更详细地说明本发明。

实施例1

将在炼钢过程中制成的像下面表1那样成分的扁坯在1200℃下加热，然后如下面表2那样热轧成2.3mm的厚度，卷取热轧板，热轧板退火后冷轧至0.5mm厚。然后冷轧过的冷轧板在20％氢气和80％氮气的气氛中进行3分钟。接着，冷轧板在790℃和100％氮气气氛中进行2小时的消除应力退火，然后分别测定其磁性能。

测定结果示于下面表2。

像下面表2所示那样，可以看出，在本发明的成分范围内的发明钢(a-d)、以本发明制造条件制造的本发明材(1-4)要比以本发明成分以外的比较钢(a-e)作为原始材料制造的比较材(1-7)的磁性能优良。一方面，对下面表2的各试验片的晶粒大小测定的结果，比较材1、2和3分别是52μm、56μm和47μm，比较材(4-7)是56-63μm的范围，本发明材(1-4)是65-98μm。

也就是说，本发明材(1-4)的晶粒大于比较材(1-7)。

表1

钢种		C	Si	Mn	P	S	Al	N	Sn	Sb	Ni	Cu
钢种		C	Si	Mn	P	S	Al	N	Sn	Sb	Ni	Cu	比较钢	abcde	0.0050.0050.0050.0050.005	1.121.151.131.151.14	0.310.320.301.251.25	0.040.040.040.040.04	0.0060.0060.0050.0050.005	0.250.260.260.260.26	0.0040.0040.0040.0040.004	0.09--0.08-	---0.08-	-0.30-0.300.45	--0.250.350.16
发明钢	abcd	0.0050.0050.0050.005	1.131.541.502.12	0.530.510.310.30	0.040.060.060.02	0.0060.0050.0060.005	0.260.280.270.34	0.0050.0040.0040.004	0.11-0.100.10	-0.090.05-	0.310.310.310.30	0.150.210.210.21	比较钢	abcde	0.0050.0050.0050.0050.005	1.121.151.131.151.14	0.310.320.301.251.25	0.040.040.040.040.04	0.0060.0060.0050.0050.005	0.250.260.260.260.26	0.0040.0040.0040.0040.004	0.09--0.08-	---0.08-	-0.30-0.300.45	--0.250.350.16

表2

试片No		热轧终了温度(℃)	热轧板卷取温度(℃)	热轧板退火条件		冷轧板退火温度(℃)	磁性能 (*)			钢种
				热轧板退火条件			磁性能 (*)				温度(℃)	时间	W_15/50	B₅₀	μ_1.5
				比较材	1234567		850850850850850850850	700700700700700700700	880880880880880880880		温度(℃)	时间	W_15/50	B₅₀	μ_1.5	3分3分3分3分3分3分3小时	950950950950850950950	3.913.854.124.233.953.853.85	1.731.741.731.721.731.721.72	2800295027002690275028602940	比较钢a比较钢b比较钢c比较钢d比较钢e比较钢e比较钢e
发明材	1234	850850850850	700700700700	比较材	1234567	8808508501050	850850850850850850850	700700700700700700700	880880880880880880880	3分3分10分3分	9509709501000	3.423.303.242.85	1.761.761.771.78	3900382039503000	发明钢a发明钢b发明钢c发明钢d	3分3分3分3分3分3分3小时	950950950950850950950	3.913.854.124.233.953.853.85	1.731.741.731.721.731.721.72	2800295027002690275028602940	比较钢a比较钢b比较钢c比较钢d比较钢e比较钢e比较钢e

(*)W_15/50(W/Kg)：用50Hz磁化，磁感为1.5T时的铁损。B₅₀(T)：磁场强度为5000A/m时的磁感应强度。μ：_1.5：用50Hz磁化，磁感为1.5T时的导磁率。

实施例2

将如下面表3那样的Cu和Sn含量不同的扁坯在1200℃再加热，然后以850℃的终轧温度热轧成2.3mm厚，在700℃卷取后，热轧板在800℃进行3小时退火，然后酸洗。酸洗后的热轧板冷轧成0.5mm厚，接着进行950℃、2分钟的高温退火，然后测定磁性能。其结果与冷轧状态同时示于下面表4。

表3

试片No	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Sn	Sb	Ni	Cu
试片No	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Sn	Sb	Ni	Cu	发明钢a发明钢b比较钢a	0.0060.0050.005	1.421.401.41	0.330.350.32	0.090.080.09	0.0040.0050.005	0.280.280.28	0.0040.0040.004	0.120.110.23	-0.05-	0.300.310.32	0.350.200.55

表4

试片No	W_15/50(W/Kg)	B₅₀(T)	μ_1.5	织构指数	晶粒大小(μm)	冷轧板轧制状态	钢种
试片No	W_15/50(W/Kg)	B₅₀(T)	μ_1.5	织构指数	晶粒大小(μm)	冷轧板轧制状态	钢种	发明材1发明材2比较材1	3.153.123.65	1.781.761.74	395038903240	0.520.550.30	758068	良好良好板发生破断	发明钢a发明钢b比较钢a

(*)W_15/50(W/Kg)：用50Hz磁化，磁感为1.5T时的铁损。B₅₀(T)：磁场强度5000A/m时的磁感应强度。μ：_1.5：用50Hz磁化，磁感为1.5T时的导磁率。

像上述表4所示那样，可以看出，以本发明成分范围的发明钢(a、b)，按符合本发明诸条件制造的本发明材(1、2)与以本发明成分范围以外的比较钢(a)作为原材料制造的比较材(1)相比，不仅其磁性能优良，而且冷轧板的轧制状态也好。

实施例3

由(重量％)C：0.006％、Si：2.95％、Mn：0.35％、P：0.03％、S：0.005％：Al：0.28％、N：0.003％.Sn：0.11％、Ni：0.25％和Cu：0.16％组成的钢扁坯在1200℃加热后，以铁素体相的900℃作为轧制终了温度热轧成2mm板厚，然后在700℃卷取，热轧板按表5所示的条件进行退火，在酸洗后1次冷轧成1.0mm板厚，在900℃进行2分钟中间退火，然后以50％的相对压下量、用二级冷轧法二次冷轧成0.5mm板厚。然后，冷轧过的最终冷轧板进行1050℃、3分钟的高温退火后切断，在790℃进行2小时的消除应力退火，然后测定磁性能，其结果示于下面表5。

表5

	热轧板退火温度温度	磁性能W15/50 B₅₀(T) μ_1.5
	热轧板退火温度温度	磁性能W15/50 B₅₀(T) μ_1.5			试片No比较材a发明材a发明材b发明材c	(℃) 时间680 10分730 10分650 10小时950 30分	(W/Kg)3.212.952.852.45	1.701.761.751.74	2770372034503380

(*)W15/50(W/Kg)：用50Hz磁化，磁感为1.5T时的铁损。

B₅₀(T)：磁场强度为5000A/m时的磁感应强度。

μ1.5：用50Hz磁化，磁感应为1.5T时的导磁率。

像上述表5所示那样，可以看出，以符合本发明的热轧板退火条件退火的发明材(a-c)比按本发明范围以外的退火条件退火的热轧板制造的比较材(a)的磁性能优良。

如上述所提及的那样，利用本发明提供的铁损低，磁通密度和导磁率高的无取向电工钢板能够达到节能和电气制品的高效化的效果。

实施例4

具有像下面表6那样成分的钢扁坯在1210℃加热后，按照下面表7那样的热轧、卷取、热轧板退火、冷轧、中间退火和光整冷轧、然后在需要时进行790℃、2小时的热处理的不完全生产工艺制成各种试片。以0.74mm作为最终试片的厚度，退火在氮气氛中进行。像上述那样，测定所制试片的磁性能，其结果以轧制方向和垂直于轧制方向的平均值示于下面表7中。

表6

钢种	C	Sl	Mn	P	S	Al	N	O	Ni	Cu	Sn
钢种	C	Sl	Mn	P	S	Al	N	O	Ni	Cu	Sn	发明钢a比较钢a比较钢b比较钢c比较钢d	0.0050.0050.0050.0050.005	0.511.151.131.151.14	0.300.320.301.251.25	0.080.040.040.040.04	0.0050.0060.0050.0050.005	0.300.260.260.260.26	0.0030.0030.0030.0030.003	0.0030.0030.0020.0060.002	0.310.300.250.270.31	0.25-0.300.250.22	0.110.120.150.120.12

表7

试片No.	Ar₁(℃)	热轧终了温度(℃)	卷取温度(℃)	热轧板退火条件	中间退火条件	光整冷轧压下量(％)	磁性能(*)		(200)面强度	钢种
							磁性能(*)				B₅₀(T)	μ_1.5
							发明材1	882			B₅₀(T)	μ_1.5	850	700	800℃×3′	800℃×2′	8％	1.77	4320	1.52	发明钢a
比较材1比较材2比较材3比较材4	881867940872	850850860850	700700700700	800℃×3′800℃×3′800℃×3′800℃×3′	800℃×2′800℃×2′800℃×2′800℃×2′	8％8％8％8％	发明材1	882	1.731.731.721.72	2880275026302800	0.850.560.920.84	比较钢a比较钢b比较钢c比较钢d	850	700	800℃×3′	800℃×2′	8％	1.77	4320	1.52	发明钢a

(*)B₅₀(T)：在磁场强度为5000A/m时的磁感应强度。μ：_1.5：用50Hz磁化，磁感为1.5T时的导磁率。Ar₁：铁素体相的相变界限温度。

像上述表7所示那样，可以看出，符合本发明的发明材(1)的磁性能优于以不含Cu的比较钢(a)、含0.8％Mn的比较钢(b)、含1.1％Si和0.55％Mn、0.002％O的比较钢(c)和含1.25％Mn的比较钢(d)作为原料制成的比较材(1-4)。

实施例5

具有像下面表8那样成分的扁坯在1200℃加热后，像下面表9那样进行热轧、卷取、酸洗、冷轧和冷轧板退火。此时，冷轧板退火时的气氛是20％H₂和80％N₂。

像上述那样，冷轧板在790℃、100％N₂气氛下进行2小时消除应力退火，然后测定磁性能，其测定结果示于下面表9。下面表9所示的磁性能按表7所示的实施例4的条件测定。表8

钢种	C	SI	Mn	P	S	Al	N	O	Ni	Cu	Sn
钢种	C	SI	Mn	P	S	Al	N	O	Ni	Cu	Sn	比较钢a发明钢a发明钢b发明钢c	0.0050.0050.0050.005	1.10.500.800.60	0.800.490.320.39	0.080.080.120.11	0.0050.0060.0030.006	0.300.300.300.35	0.0030.0030.0030.003	0.00650.0040.0020.003	0.300.250.280.32	0.250.260.270.20	0.110.12--

表9

试片No	Ar₁(℃)	热轧终了温度(℃)	卷取温度(℃)	热轧板退火条件	冷轧板退火条件	磁性能(*)		钢种
						磁性能(*)			B₅₀(T)	μ_1.5
						比较材1发明材1发明材2发明材3发明材4发明材5比较材2	880913892892892892892		B₅₀(T)	μ_1.5	850850850750800880950	700700700700850700700	850℃×3分850℃×3分800℃×3分800℃×3分800℃×3分800℃×3分800℃×3分	900℃×3分900℃×3分900℃×3分900℃×3分900℃×3分900℃×3分900℃×3分	1.751.771.781.771.781.781.73	2990425039803860452042502480	比较钢a发明钢a发明钢b发明钢c发明钢c发明钢c发明钢c

如上述表9所示那样，可以看出，符合本发明成分系和制造条件的发明材(1-5)的磁性能优于不同钢种的比较材(1)已属于本发明成分系的一个钢种、制造条件在本发明范围以外的比较材(2)。

实施例6

表8所示的上述实施例5的发明钢(c)的扁坯在1200℃加热，像下面表10所示那样，热轧、卷取和酸洗后冷轧，冷轧板在氢气和氮气的混合气氛中退火。冷轧板退火后切断，然后在790℃和20％H₂及80％N₂的混合气氛中退火2小时，测定磁性能，测定结果示于下表10。表10所示的磁性能是与表7所示的上述实施例4相同的条件测定的。

表10

试片No	热轧终了温度(℃)	卷取温度(℃)	热轧板退火条件	冷轧板退火条件	磁性能		织构指数	晶粒大小(μm)	钢种
					磁性能					B₅₀(T)	μ_1.5
					发明材7发明材8发明材9发明材10	850850850850				B₅₀(T)	μ_1.5	700700700700	750℃×5小时900℃×1小时850℃×5分1000℃×3分	900℃×3分900℃×3分900℃×3分900℃×3分	1.781.781.781.77	3980425043004200	0.560.520.400.45	89807675	发明钢c发明钢c发明钢c发明钢c

像上述表10所示那样，可以看出，本发明成分范围内的发明钢(a)的热轧终轧温度(℃)、卷取温度(℃)、冷轧板退火条件是一定的，在本发明范围内改变热轧板退火条件而制造的发明材(7-10)具有优良的磁性能。

实施例7

由(重量％)C：0.003％、Si：0.52％、Mn：0.45％、P：0.06％、S：0.004％、Al：0.30％、N：0.002％、O：0.003％、Ni：0.35％、Cu：0.21％、Sn：0.11％和其余为Fe组成的钢扁坯在1200℃再加热，像下面表11所示那样，按不完全生产工艺制造。此时，冷轧板的中间退火在氢气和氮气的混合气氛中进行，光整冷轧后，需要时在氮气氛中进行790℃、2小时的热处理。

测定像上述那样制造的各个试片的磁性能，其结果示于下面表11。下面表11的磁性能是与表7所示的实施例4相同的条件测定的。

表11

试片No	Ar₁	热轧终了温度(℃)	卷取温度(℃)	热轧板退火条件	冷轧板退火条件	光整冷轧压下量(％)	磁性能(*)
							磁性能(*)		B₅₀(T)	μ_1.5
							发明材1发明材2发明材3发明材4发明材5比较材1	880880880880880880	B₅₀(T)	μ_1.5	800800880860860920	700700700650850650	650℃×5小时650℃×5小时900℃×30秒800℃×1小时900℃×2分800℃×1小时	800℃×2分800℃×2分800℃×2分900℃×2分800℃×2分800℃×2分	6108888	1.771.781.771.781.781.73	425039803880452042502480

像上面表11所示那样，可以看出，符合本发明的用不完全生产工艺制造的发明材(1-5)的磁性能优于在奥氏体相区进行热轧终轧的比较材(1)。

实施例8

由(重量％)C：0.005％、Si：0.85％、Mn：0.25％、P：0.06％、S：0.005％、Al：0.35％、N：0.002％、O：0.002％、Ni：0.25％、Cu：0.17％、Sn：0.21％和其余为Fe组成的钢扁坯在1230℃再加热，按照下表12所示那样的终轧和卷取条件制造热轧板。该钢的铁素体相的上限温度Ar₁是910℃，热轧板厚是2.0mm。像下面表12那样，终轧过的热轧板在大气中卷取，然后用HCl溶液酸洗。

表12中的Ar₁的测定是用电阻测定器测定的。

在热轧板卷取后覆盖保温罩冷却的情况下，以室温25℃为基准，冷却速度是每小时5-10℃。然后，上述热轧板以一次冷轧法冷轧成0.5mm板厚。该冷轧过的冷轧板用碱性溶液去除轧制油，然后以表12所示的温度高温退火。该高温退火时间是2分钟，高温退火的气氛是30％氢气和70％氮气的混合干燥气，高温退火残留的C是0.003％。高温退火板用无机复合涂层进行绝缘膜处理，然后切断，在800℃进行2小时消除应力退火，随后测定磁性能和晶粒大小，其结果示于下面表12。表12中的晶粒大小是用线分法测定的。

表12

試片No	终轧		热轧板卷取		冷轧板高温退火温度(℃)	磁性能(50Hz)(*)			晶粒大小(μm)
	终轧		热轧板卷取			磁性能(50Hz)(*)				温度(℃)	压下量(％)	温度(℃)	保温罩	W_15/50	B₅₀	μ_1.5
	发明材1发明材2发明材3发明材4比较材1比较材2	850850880890780920	771515515	850850800800550550		未实施实施未实施实施实施未实施	10001000950950950950	3.23.03.13.93.53.4		温度(℃)	压下量(％)	温度(℃)	保温罩	W_15/50	B₅₀	μ_1.5	1.771.781.781.791.751.74	420045304450480038902850	859589987264

像上面表12所示那样，可以看出，比较材(1)在铁素体相区热轧，但因终轧温度和卷取温度低，终轧压下量低，所以磁性能就低，比较材(2)终轧压下量高，但因为在比100％铁素体相的临界点Ar₁温度高的温度区热轧，所以晶粒长得小，磁性能恶化，相反，本发明材(1-4)的晶粒大小是85-98μm，磁性能也优良。

实施例9

由(重量％)C：0.003％、Si：1.1％、Mn：0.20％、P：0.06％、S：0.03％、Al：0.35％、N：0.002％、O：0.002％、Sn：0.11％、Sb、0.05％、Ni：0.09％、Cu：0.21％和其余为Fe组成的钢扁坯在1150℃再加热，然后像下面表13所示那样，用完全生产工艺进行制造。

该钢的铁素体相的临界温度Ar₁是940℃，以终轧压下量为30％热轧后，热轧板厚度是2.3mm。卷取以表13那样的温度终轧过的热轧板，然后冷却，用酸性溶液酸洗。此时，实施保温罩的表13的发明材(5)和发明材(6)，卷取后在氮气氛中冷却，此时的冷却速度是每小时10-15℃，比较材(3)卷取后在空气中冷却。

酸洗后的热轧板一次冷轧成1.0mm，然后在900℃、氢气和氮气的混合气氛中进行2分钟中间退火。中间退火的板材二次冷轧成0.47mm，以表13的退火条件进行高温退火。高温退火在40％氢气和60％氮气的混合干燥气氛中进行。高温退火板进行绝缘膜处理后切断，然后在820℃、100％干燥氮气氛中进行90分钟消除应力退火，随后测定磁性能和晶粒大小，其结果示于表13。

表13

试片No	终轧温度(℃)	热轧板卷取条件		冷轧板高温退火条件		磁性能(50Hz)			晶粒大小(μm)	织构指数
						磁性能(50Hz)					W_15/50	B₅₀	μ_1.5
						保温罩	温度	温度						时间
		发明材5发明材6比较材3	850850880	实施实施未实施	700750550	保温罩	温度	温度						时间	100010001000	1分3分5秒	2.892.753.20	1.771.771.76	425040303920	9910185	0.410.550.36

像上面表13所示那样，可以看出，因为比较材(3)的卷取温度低、冷轧板的高温退火时间短、晶粒不十分长大，所以磁性能低，相反，本发明材(5)和(6)的晶粒长得较大，因而显示优良的磁性能。

实施例10

在炼钢过程中，将在出钢钢水中添加Ca或稀土元素和不添加这些元素的钢制成具有如下面表14所示的钢扁坯。

在表14中，发明钢(b)的REM是Nd，发明钢(d)的REM是Ce。

像上述那样，制成的钢扁坯在1210℃加热，然后以870℃为终轧温度热轧成2.0mm，在720℃卷取，热轧板在900℃退火5分钟，酸洗后冷轧成0.47mm板厚。

然后，冷轧过的冷轧板在氢气和氮气的混合比为20∶80的混合气氛中，以下面表15那样的条件进行高温退火。

但是，表15的发明材(4)的热轧板不退火。

像上述那样，切断高温退火的钢板，在800℃下进行1.5小时消除应力退火，然后测定磁性能，测定织构中对磁性能不利的(1.11)面强度，其结果示于表15。表15的磁性能测定是用单板测定器测定的。

表14

(单位：重量％)

成分钢种		C	Si	Mn	P	S	N	Al	Sn	Sb	Ni	Cu	Ca	REM
成分钢种		C	Si	Mn	P	S	N	Al	Sn	Sb	Ni	Cu	Ca	REM	比较钢	a	0.006	2.50	0.25	0.03	0.005	0.004	0.31	-	0.05	0.21	0.15	-
发明钢	abcd	0.0050.0060.0060.006	2.522.492.502.45	0.260.240.250.20	0.030.030.020.04	0.0060.0050.0060.006	0.0040.0050.0040.003	0.300.290.300.31	-0.120.170.20	0.060.040.05-	0.250.200.310.30	0.160.090.140.15	0.009-0.010-	0.005-0.011	比较钢	a	0.006	2.50	0.25	0.03	0.005	0.004	0.31	-	0.05	0.21	0.15	-

表15(*)W_15/50(W/Kg)：用50Hz磁化，磁感为1.5T时的铁损。B₅₀(T)：磁场强度为5000A/m时的磁感应强度。μ：_1.5：用50Hz磁化，磁感为1.5T时的导磁率。

像上面表15所示那样，可以看出，本发明材(1-5)的恶化磁性能的(111)面的织构强度低于比较材(1)，因此磁性能也优良。

实施例11

由(重量％)C：0.003％、Si：2.2％、Mn：0.35％、P：0.04％、S：0.002％、Al：0.3％、N：0.002％、Sn：0.15％、Ni：0.25％、Cu：0.13％、Ca：0.009％和其余为Fe组成的钢扁坯在1140℃再加热，以850℃作为终轧温度热轧成2mm，在720℃卷取。卷取的热轧板进行900℃、2小时的装箱退火，然后酸洗，一次冷轧成板厚1.0mm，然后进行900℃、3分钟中间退火，用二次冷轧法冷轧成0.5mm板厚的最终冷轧板。冷轧板在30％氢气和70％氮气气氛中进行1000℃、3分钟的高温退火，然后切断，在790℃进行消除应力退火，用单板测定器测定磁性能，其结果示于下面表16。此时的晶粒大小是105μm，按Horta公式计算的织构指数是0.57。

表16

W_15 50	B₅₀	μ_1.5	(111)面强度
W_15 50	B₅₀	μ_1.5	(111)面强度	2.30	1.76	3920	3.7

像表16所示那样，可以看出，按照本发明制造的无取向电工钢板的铁损低，而且磁通密度和导磁率高。

实施例12

在炼钢过程中制造的如下面表17那样成分的钢扁坯在1200℃加热，以850℃热轧终轧温度热轧成板厚2.0mm，在600℃卷取。热轧板以表18那样的条件退火或不退火，酸洗后冷轧成板厚0.5mm。此时在热轧板装箱退火的情况下，在100％氮气气氛中进行以防止表面氧化。连续退火在空气气氛下进行。

像上述那样，冷轧过的冷轧板在30％氢气和70％氮气混合气氛下、露点40℃、按照表18所示那样进行3分钟脱碳退火，然后在20％氢气和80％氮气混合气氛下进行3分钟高温退火。切断高温退火的钢板，然后测定导磁率，，其结果示子表18。表17

(单位：重量％)

成分钢种		C	Si	Mn	P	S	Al	N	O	Sn	Sb	Ni	Cu
成分钢种		C	Si	Mn	P	S	Al	N	O	Sn	Sb	Ni	Cu	比较钢	a	0.012	2.1	0.41	0.009	0.005	0.25	0.004	0.003	0.09	-	0.20	0.11
b	0.009	2.0	0.42	0.015	0.006	0.26	0.004	0.003	-	0.05	0.20				a	0.012	2.1	0.41	0.009	0.005	0.25	0.004	0.003	0.09	-	0.20	0.11
b	0.009	2.0	0.42	0.015	0.006	0.26	0.004	0.003	-	0.05	0.20		发明钢		a	0.025	2.0	0.40	0.020	0.005	0.30	0.003	0.003	0.03	-	0.15	0.08
b	0.030	0.4	0.45	0.08	0.006	0.01	0.003	0.004	0.05	0.05	0.25	0.05			a	0.025	2.0	0.40	0.020	0.005	0.30	0.003	0.003	0.03	-	0.15	0.08
b	0.030	0.4	0.45	0.08	0.006	0.01	0.003	0.004	0.05	0.05	0.25	0.05		c	0.035	1.8	0.20	0.04	0.003	0.25	0.004	0.003	-	0.12	0.25	0.12

表18(*)μ_1.5：50Hz磁化，磁感为1.5T时和导磁率。

像上面表18所示那样，可以看出，在本发明成分范围内的发明钢(a、b和c)、按本发明制造条件制造的发明材(1-9)的导磁率高于在本发明成分范围内或成分外、按或不按本发明条件制造的比较材(1-8)。

所看到的关于表18发明材(1-3)的织构的结果是，(110)面和(200)面的指数分别是1.2-1.7，而所看到的比较材(6-7)的织构指数是0.6-1.0。此时的织构面指数表示Horta织构强度。调查脱碳退火后的结果表明，本发明材(1-9)的残留碳含量是0.001-0.003％。

实施例13

下面表19所示那样成分系的钢在1230℃再加热后，在850℃进行热轧终轧，然后在750℃卷取。

像上述那样，卷取后的热轧板以表20的条件进行加工制造，然后测定导磁率，其测定结果示于表20。

表20中的比较材(1-2)和发明材(1-3)是用完全生产工艺制造的，对发明材(1-3)来说，冷轧板脱碳退火时，在各个温度、在20％氢气和80％氮气混合气氛下，露点45℃进行4分钟，高温退火在各个温度、在30％氢气和70％氮气气氛下进行3分钟，对比较材(1)和(2)来说，脱碳退火时的炉内气氛是50％氮气和50％氢气混合气氛，露点是80℃。

比较材(2)的残留C量是0.006％，发明材(2)的残留C量是0.0023％。比较材(3-4)和发明材(4-6)是用不完全生产工艺制造的，比较材(3)和发明材(4、5)的中间退火后的消除应力退火时在各个温度、在70％氮气和30％氢气混合气氛下、露点40℃，脱碳退火2小时，然后炉冷。

比较材(4)在40％氮气和60％氢气的混合气氛下、露点10℃脱碳退火2小时，然后炉冷，本发明材(6)在中间退火时进行脱碳退火，气氛是20％氮气和80％氢气混合气体，露点是45℃。

脱碳退火能够在中间退火和消除应力退火时进行。表19(单位：重量％)表20

单位：温度(℃)，板厚(mm)

试片No	热轧板退火		1次冷轧中间通火		2次冷轧板厚	冷轧板退火温度		消除应力温度	导磁率μ_1.5	钢种
	热轧板退火										温度	时间
	板厚	温度											脱碳	高温
	板厚	温度	比较材1比较材2	10001000		5分5分	1.01.0						脱碳	高温	900900	0.50.5	700830	10001000	--	28003050	发明钢d
发明材1发明材2发明材3	100010001000	5分5分5分	比较材1比较材2	10001000	1.01.01.0	5分5分	1.01.0	900900900	0.50.50.5	830800860	100010001000	---	420043004500		900900	0.50.5	700830	10001000	--	28003050
发明材1发明材2发明材3	100010001000	5分5分5分	比较材3比较材4	900900	1.01.01.0	3分3分	0.50.5	900900900	0.50.50.5	830800860	100010001000	---	420043004500	800800	0.470.47	--	--	730800	31002900	发明钢e
发明材4发明材5发明材6	10001000950	3分8分3分	比较材3比较材4	900900	0.50.50.5	3分3分	0.50.5	800800800	0.470.470.47	---	---	800830830	430048004700	800800	0.470.47	--	--	730800	31002900

像上面表20所示那样，可以看出，在本发明成分范围内的并按制造条件制造的发明材(1-6)的导磁率高于在本发明成分范围内的按本发明制造条件以外条件制造的比较材(1-4)。

另外，用不完全生产工艺制造的比较材(3)和(4)的晶粒大小是80μm和75μm，按Horta公式计算的织构指数是0.4和0.25，发明材(4)的晶粒大小是120μm，织构指数是0.68。

用完全生产工艺制造的发明材(1)的晶粒大小是75μm，织构指数是0.5。

Claims

1.具有良好磁性能的无取向电工钢板，其特征在于，以重量％计含有C：0.02％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、O：0.005％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.05-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任意1种或2种：0.02-0.3％，且Sn和Sb的总量在0.02-0.3％的范围内，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.权利要求1所述的具有良好磁性能的无取向电工钢板，其特征在于，晶粒大小为20-200μm，按Horta公式计算得到的织构指数为0.2以上。

3.具有良好磁性能的无取向电工钢板，其特征在于，以重量％计含有C：0.02％以下、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.015％以下、N：0.008％以下、O：0.005％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.02-1.0％、Cu：0.02-0.4％、Sn和Sb中任意1种或2种：0.02-0.3％，且Sn和Sb的总量在0.02-0.3的范围内，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

4.权利要求3所述具有良好磁性能的无取向电工钢板，其特征在于，晶粒大小于25-200μm，按Horta公式计算得到的织构指数在0.2以上。

5.具有良好磁性能的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，对于以重量％计含有C：0.02％以下、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.10％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.05-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任意1种或2种：0.02-0.2％，且Sn和Sb的总量在0.02-0.2％的范围内，余量为Fe和不可避免的杂质的板坯，按照如下完全工艺进行加工处理，即：热轧、将热轧板在700-1000℃进行10秒-20分钟的连续退火、酸洗该热轧退火板、然后采用一次冷轧法或二次冷轧法进行冷轧、将该冷轧板在700-1100℃在10分钟以内进行连续退火、然后进行消除应力退火。

6.具有良好磁性能的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，对于以重量％计含有C：0.02％以下、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.10％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.05-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任意1种或2种：0.02-0.3％，且Sn和Sb的总量在0.02-0.3％的范围内，余量为Fe和其他不可避免的杂质的板坯按如下完全生产工艺进行加工处理，即：热轧、将该热轧板在600-1000℃进行30分钟-10小时的装箱退火、酸洗该热轧退火板、然后采用一次冷轧法或二次冷轧法进行冷轧、将该冷轧板在700-1100℃在10分钟以内进行连续退火、然后进行消除应力退火。

7.具有良好磁性能的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，对于重量％计含有C：0.02％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、O：0.005％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.05-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任意1种或2种：0.02-0.2％，且Sn和Sb的总量在0.02-0.2％的范围内，余量为Fe和不可避免的杂质的板坯，按如下完全生产工艺进行加工处理，即：在铁素体相的750℃-Ar₁点结束热轧、将该热轧板在700-1000℃进行10秒-20分钟的连续退火、酸洗该热轧退火板、然后采用一次冷轧法或二次冷轧法进行冷轧、将该冷轧板在700-1050℃在10分钟以内进行连续退火。

8.具有良好磁性能的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，对于以重量％计含有C：0.02％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.01％以下、N：0.008％以下、O：0.005％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.05-1.0％、Cu：0.02-0.5％、Sn和Sb中任意1种或2种：0.02-0.2％，且Sn和Sb的总量在0.02-0.2％的范围内，余量为Fe和其它不可避免的杂质的板坯，按如下完全生产工艺进行加工处理，即：在铁素体相的750℃-Ar₁点结束热轧、将该热轧板在600-950℃进行30分钟-10小时的装箱退火、酸洗该热轧退火板、然后采用一次冷轧法或二次冷轧法进行冷轧、将该冷轧板在700-1050℃在10分钟以内进行连续退火。

9.具有良好磁性能的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，对于以重量％计含有C：0.02％以下、Si：3.5％以下、Mn：0.5％以下、P：0.15％以下、S：0.015％以下、N：0.008％以下O：0.005％以下、Al：0.7％以下、Ni：0.02-1.0％以下以下、Cu：0.02-0.4％、Sn和Sb中任意1种或2种：0.02-0.3％，且Sn和Sb的总量在0.02-0.3％的范围内，余量为Fe和其他不可避免的杂质的板坯，加热至1250℃以下、在800℃以上的铁素体相区以7％以上的压下率结束热轧、将上述热轧板在600℃以上卷取、然后在大气中冷却或在上述热轧板卷取后以30℃/hr以下的冷却速度冷却、然后酸洗该热轧退火板、之后采用一次冷轧法或二次冷轧法冷轧、将该冷轧板在700-1100℃高温退火10秒-10分钟。